染髮的原理主要涉及兩個關鍵步驟：
氧化：染髮劑中的氧化劑（通常是過氧化氫或氨氧化物）作用於頭髮的天然色素，使其變得更小並易於排出頭發。這一步驟通過打開頭髮的鱗片，使顏色分子能夠滲透到頭髮內部。氧化劑的作用還會減少頭髮中的天然色素，使頭髮顏色變淺，常見的變淺色調包括金色、橙色或紅色。
沉澱：新的染色分子沉積在頭髮上，取代了被氧化的天然色素。染髮劑中的染料與頭髮的蛋白質結合，形成新的色素分子，這些分子與頭髮的內部結構相互作用，使顏色保持持久。
染髮劑通常包含兩劑：着色劑和氧化劑。着色劑中含有的對苯二胺等成分對頭髮中的角蛋白有強親和力，能夠在氧化過程中固着顏色。染髮過程中，頭髮的毛鱗片被鹼性成分打開，允許色素進入頭髮表層，形成所需顏色。
需要注意的是，染髮劑中含有的氨或其他鹼性成分對人體有害，因此在染髮過程中應採取適當的安全措施。